Wybrane właściwości kompozytowych styków elektrycznych na osnowie srebra umacnianych TiB2, SiC oraz WO2

• Autorzy: Ciuman-Krzemień A. , Burzyńska L. , Galanty M.

Warianty tytułu

EN

Selected properties of Ag-based composite contacts reinforced with TiB2, SiC, and WO2

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono prosty sposób otrzymywania kompozytowych styków elektrycznych srebro-ceramika. Jako osnowę kompozytów zastosowano proszek srebra o unikalnych właściwościach, uzyskany metodą katodowej redukcji jonów Ag+ z AgCl w ogniwie Zn|0,5MH2SO4,AgCl|Ag. Metoda ta pozwala na recykling surowców wtórnych lub odpadowych zawierających srebro. Istnieje ponadto możliwość użycia w charakterze anody złomu cynkowego, stalowego bądź też aluminiowego. Fazę umacniającą stanowiły ceramiczne proszki borku tytanu, węglika krzemu lub dwutlenku wolframu. Srebro łączono z ceramiką na drodze metalurgii proszków (mieszanie-prasowanie-spiekanie). Kompozyty prasowano pod ciśnieniem 500 MPa, a następnie spiekano w temperaturze 850°C przez 45 minut w atmosferze argonu. Zbadano wpływ składu na właściwości mechaniczne i elektryczne otrzymywanych kompozytów. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości dodatków ceramicznych do srebra obserwuje się pogorszenie zgęszczalności prasowanych próbek. Dodatek ceramiki do proszku srebra zapobiega jednak występowaniu pęcznienia wyprasek, w porównaniu z kształtką srebrową, podczas procesu ich spiekania. Istnieje korelacja pomiędzy gęstością względną spieków srebro-ceramika, a ich twardością oraz przewodnictwem właściwym. Otrzymane styki kompozytowe srebro-ceramika charakteryzują się wysokim przewodnictwem właściwym (nawet ponad 40 MS/m) i niską rezystancją przejścia (malejącą ze wzrostem siły docisku i niezależną od wielkości przyłożonego prądu elektrycznego). Uzyskano materiały o małej porowatości otwartej.

EN

The simple method for producing silver-ceramics composite contacts was presented. The composite matrix comprises powdered silver that has unique properties, which is obtained in a cathodic reduction of Ag+ -ions with AgCl in the Zn |0.5MH2SO4,AgCl| Ag cell. This method enables the recycling of secondary or waste raw materials that contain silver. It is also allowed to use zinc, steel, or aluminum scrap as the anode. The reinforcing phase consists of ceramic powder materials - titanium boride, silicon carbide, or tungsten dioxide. Silver was combined with ceramic materials using powder metallurgy technologies (mixing - pressing - - sintering). The composites were pressed under 500 MPa of pressure and subsequently sintered at 850° C for 45 minutes in an argon atmosphere. The effect of the chemical composition of the obtained composites on the mechanical and electrical properties was examined. The increase of the content of the ceramic additives in the silver com posites is accompanied with the deterioration of the compressibility of pressed samples. The addition of ceramics in powdered silver prevents compact growth during the sintering process, as compared to a silver compact. There exists a correlation between the relative density of silver-ceramics sinters and their hardness and electrical conductivity. The obtained silver-ceramics composite contacts have a high electrical conductivity (even above 40 MS/m) and low contact resistance (decreasing with growing contact force and independent of the applied current). The open porosity of the obtained materials is low.

Słowa kluczowe

PL

katodowa redukcja trudno rozpuszczalnych osadów; proszek srebra; metalurgia proszków; kompozyty srebro-ceramika; borek tytanu; węglik krzemu; dwutlenek wolframu; styki elektryczne

EN

cathodic reduction of solid compounds; silver powder; powder metallurgy; silver-ceramics composites; titanium boride; silicon carbides; tungsten dioxide; electrical contacts

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 2
• Strony: 152--157
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab.

Twórcy

autor

Ciuman-Krzemień A.

autor

Burzyńska L.

autor

Galanty M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Sędzimir J., Harańczyk I., Bogacz Z., Sposób odzyskiwania srebra z odpadowych roztworów zawierających związki srebra, Patent nr 153647 z dnia 10.03.1992.
• [2] Harańczyk I., Gacek S., Karwan-Baczewska J., Metallic composites based on silver powder cathodically reduced from AgCl, Powder Metallurgy 2002, 45, 4, 359-366.
• [3] Harańczyk I., Gacek S., Karwan-Baczewska J., Kompozyty metaliczne na osnowie srebra, Materiały Konferencji Metale Szlachetne, Fundacja Metale Nieżelazne - Tradycja i Rozwój, Niedzica 2001, 1-15.
• [4] Olszyna A.R., Ceramika supertwarda, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001.
• [5] Williams W.S., Electrical properties of hard materials, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 1999, 17, 1-3, 21-26.
• [6] Dobrzański L.A., Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, WNT, Warszawa 1998.
• [7] Piszczek T., Stolarz S., Opór elektryczny proszków srebra w funkcji parametrów prasowania i spiekania, Metalurgia Proszków 1988, 21,2, 57-64.
• [8] Piszczek T., Stolarz S., Opis procesu spiekania proszku srebra w oparciu o zmiany długości wyprasek, Metalurgia Proszków 1986, 19, 4, 119-124.
• [9] Rutkowski W., Projektowanie właściwości wyrobów spiekanych z proszków i włókien, PWN, Warszawa 1977.
• [10] Księżarek S., Malec W., Ciura L., Besztak B., Durst K., Rudnicki K., Dziemianko J., Heler J., Nowoczesne technologie przetwórstwa srebra i jego stopów stosowane w procesie wytwarzania spoiw twardych oraz materiałów stykowych, Materiały Konferencji Międzynarodowej „Przetwórstwo Metali Nieżelaznych. Technologie, urządzenia, materiały, zastosowania", Zakopane 17-19 maja 2006, 53-66.
• [11] Stolarz S., Materiały na styki elektryczne, WNT, Warszawa 1968.